ovennevnte diskusjon om forplantning av lydbølger begynner med en forenkling av antagelsen om at bølgen eksisterer som en planbølge. I de fleste virkelige tilfeller beveger en bølge som kommer fra en eller annen kilde seg ikke i en rett linje, men utvides i en serie sfæriske bølgefronter. Den grunnleggende mekanismen for denne utbredelsen er Kjent Som Huygens ‘ prinsipp, ifølge hvilket hvert punkt på en bølge er en kilde til sfæriske bølger i seg selv. Resultatet er En Huygens ‘ wavelet konstruksjon, illustrert I Figur 2a OG 2B for en todimensjonal plan bølge og sirkulær bølge. Det innsiktsfulle punktet foreslått Av den nederlandske fysikeren Christiaan Huygens er at alle bølgene I Figur 2a OG 2B, inkludert De som ikke vises, men stammer fra de som vises, danner en ny sammenhengende bølge som beveger seg sammen med lydens hastighet for å danne den neste bølgen i sekvensen. I tillegg, akkurat som bølgene legger opp i fremoverretningen for å skape en ny bølgefront, avbryter de også hverandre, eller forstyrrer destruktivt, i bakoverretningen, slik at bølgene fortsetter å forplante seg bare i fremoverretningen.
Encyclopediaæ Britannica, Inc.
prinsippet bak å legge Opp Huygens bølger, som involverer en grunnleggende forskjell mellom materie og bølger, er kjent som prinsippet om superposisjon. Det gamle ordtaket om at ingen to ting kan okkupere samme plass samtidig, er riktig når det brukes på materie, men det gjelder ikke bølger. Faktisk kan et uendelig antall bølger okkupere samme rom samtidig; videre gjør de dette uten å påvirke hverandre, slik at hver bølge beholder sin egen karakter uavhengig av hvor mange andre bølger som er tilstede på samme tidspunkt og tidspunkt. En radio-eller tv-antenne kan motta signalet til en enkelt frekvens som den er innstilt på, upåvirket av eksistensen av noen andre. På samme måte kan lydbølgene til to personer som snakker, krysse hverandre, men lyden av hver stemme er upåvirket av at bølgene har vært samtidig på samme punkt.
Superposisjon spiller en nøkkelrolle i mange av bølgeegenskapene til lyd som diskuteres i denne delen. Det er også grunnleggende for tilsetningen Av Fourier-komponenter i en bølge for å oppnå en kompleks bølgeform (se Under Steady state-bølger).
den inverse kvadratloven
en planbølge av en enkelt frekvens i teorien vil forplante seg for alltid uten endring eller tap. Dette er imidlertid ikke tilfelle med en sirkulær eller sfærisk bølge. En av de viktigste egenskapene til denne typen bølge er en reduksjon i intensitet som bølgen forplanter seg. Den matematiske forklaringen på dette prinsippet, som stammer så mye fra geometri som fra fysikk, er kjent som den inverse kvadratloven.
når en sirkulær bølgefront (slik som den som dannes ved å slippe en stein på en vannoverflate) utvides, fordeles energien over en stadig større omkrets. Intensiteten, eller energien per lengdeenhet langs sirkelens omkrets, vil derfor reduseres i et omvendt forhold til sirkelens voksende radius, eller avstand fra bølgekilden. På samme måte som en sfærisk bølgefront utvides, fordeles energien over et større og større overflateareal. Fordi overflaten av en sfære er proporsjonal med kvadratet av radiusen, er intensiteten av bølgen omvendt proporsjonal med kvadratet av radiusen. Dette geometriske forholdet mellom den voksende radiusen til en bølge og dens avtagende intensitet er det som gir opphav til den inverse kvadratloven.
reduksjonen i intensitet av en sfærisk bølge som den forplanter seg utover kan også uttrykkes i desibel. Hver faktor på to i avstand fra kilden fører til en reduksjon i intensitet med en faktor på fire. For eksempel er en faktor på fire reduksjon i en bølgeintensitet ekvivalent med en reduksjon på seks desibel, slik at en sfærisk bølge demper med en hastighet på seks desibel for hver faktor på to økning i avstand fra kilden. Hvis en bølge forplantes som en halvkuleformet bølge over en absorberende overflate, vil intensiteten bli ytterligere redusert med en faktor på to nær overflaten på grunn Av mangel På bidrag Fra Huygens ‘ bølger fra den manglende halvkule. Dermed intensiteten av en bølge som forplanter seg langs et nivå, helt absorberende gulv faller av med en hastighet på 12 desibel for hver faktor på to i avstand fra kilden. Denne ekstra dempingen fører til nødvendigheten av å skråne setene i et auditorium for å beholde et godt lydnivå på baksiden.